RU2819873C1 - Mixture for producing foamed glass - Google Patents
Mixture for producing foamed glass Download PDFInfo
- Publication number
- RU2819873C1 RU2819873C1 RU2023125630A RU2023125630A RU2819873C1 RU 2819873 C1 RU2819873 C1 RU 2819873C1 RU 2023125630 A RU2023125630 A RU 2023125630A RU 2023125630 A RU2023125630 A RU 2023125630A RU 2819873 C1 RU2819873 C1 RU 2819873C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- production
- glass
- dusty
- charge
- wastes
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 18
- 239000011521 glass Substances 0.000 title abstract description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 22
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 claims abstract description 8
- 229910021538 borax Inorganic materials 0.000 claims abstract description 7
- 239000004328 sodium tetraborate Substances 0.000 claims abstract description 7
- 235000010339 sodium tetraborate Nutrition 0.000 claims abstract description 7
- 238000005187 foaming Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 3
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 3
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 claims description 14
- 239000006063 cullet Substances 0.000 claims description 11
- 150000001639 boron compounds Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 4
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 2
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 2
- 239000006261 foam material Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 229910021532 Calcite Inorganic materials 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N alstonine Natural products C1=CC2=C3C=CC=CC3=NC2=C2N1C[C@H]1[C@H](C)OC=C(C(=O)OC)[C@H]1C2 WYTGDNHDOZPMIW-RCBQFDQVSA-N 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000005356 container glass Substances 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000010434 nepheline Substances 0.000 description 1
- 229910052664 nepheline Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Abstract
Description
Изобретение относится к области строительных материалов, а именно к производству пеностекла, и может быть использовано в строительной индустрии для создания вспененных конструкционных теплоизоляционных материалов.The invention relates to the field of building materials, namely the production of foam glass, and can be used in the construction industry to create foamed structural thermal insulation materials.
Известен Патент РФ 2051869 (C03C11/00) - шихта для получения пеностекла включающая цеолитсодержащий туф и газообразователь на основе карбида кремния, отличающаяся тем, что, с целью снижения температуры вспенивания и расширения сырьевой базы, она дополнительно содержит стеклобой и кальцинированную соду. Known RF Patent 2051869 (C03C11/00) - a charge for producing foam glass including zeolite-containing tuff and a gas-forming agent based on silicon carbide, characterized in that, in order to reduce the foaming temperature and expand the raw material base, it additionally contains cullet and soda ash.
Известен Патент РФ 2487842 (C03C11), где предлагается использование шихты следующего состава, мас.%: молотый стеклобой - 75,0-90,0; отходы алмазообогащения - 10,0-25,0. Отходы алмазообогащения имеют следующий состав, мас.%: серпентин 70,0; кальцит 2,0; доломит 28,0. Предлагаемое техническое решение позволяет решить вопрос о расширении сырьевой базы для получения пеностекла.RF Patent 2487842 (C03C11) is known, which proposes the use of a charge of the following composition, wt.%: ground cullet - 75.0-90.0; diamond processing waste - 10.0-25.0. Diamond enrichment waste has the following composition, wt.%: serpentine 70.0; calcite 2.0; dolomite 28.0. The proposed technical solution allows us to resolve the issue of expanding the raw material base for producing foam glass.
Также известен Патент РФ 2246457 (C03C11/00) где предлагается использование в качестве компонентов шихты, мас.%: стеклобой 58,5-64,5, отходы обогащения апатито-нефелиновых руд 15,0-22,6, кварц 15,5-17,2, газообразователь 3,3-4,0. Использование предлагаемой шихты позволяет снизить плотность пеностекольного облицовочного материала в среднем в 1,25 раза и уменьшить его теплопроводность в 1,27 раза.Also known is RF Patent 2246457 (C03C11/00), which proposes the use of the following charge components, wt.%: glass cullet 58.5-64.5, apatite-nepheline ore enrichment waste 15.0-22.6, quartz 15.5- 17.2, gas generator 3.3-4.0. The use of the proposed charge makes it possible to reduce the density of the foam glass facing material by an average of 1.25 times and reduce its thermal conductivity by 1.27 times.
Предлагаемые составы позволяют изготавливать пеностекло при температуре от 900 до 1000°С, что позволяет использовать типовое оборудование, применяемое в пеностекольном производстве, но указанный температурный интервал характеризует высокие энергозатраты. The proposed compositions make it possible to produce foam glass at temperatures from 900 to 1000°C, which allows the use of standard equipment used in foam glass production, but the specified temperature range is characterized by high energy consumption.
В качестве прототипа был выбран патент РФ № 2291125 (C03C11/00) – шихта для получения пеностекла, в состав которой входит стеклобой тарный и отход сахарного производства, выступающий в роли пенообразователя при термическом воздействии на подготовленную путем совместного измельчения в шаровой мельнице. Основное отличие данного технического решения от аналогов – использование в качестве газообразующего вещества отхода сахарного производства, что позволяет получить материал с хорошими тепло и звукоизоляционными свойствами. К недостаткам прототипа относится высокая температура термической обработки шихты и необходимость дополнительного отжига полученного вспененного материала, что влияет на конечную стоимость. RF patent No. 2291125 (C03C11/00) was chosen as a prototype - a charge for producing foam glass, which includes cullet container glass and sugar production waste, which acts as a foaming agent under thermal influence on the prepared glass by joint grinding in a ball mill. The main difference between this technical solution and its analogues is the use of sugar production waste as a gas-forming substance, which makes it possible to obtain a material with good heat and sound insulation properties. The disadvantages of the prototype include the high temperature of heat treatment of the charge and the need for additional annealing of the resulting foam material, which affects the final cost.
В качестве аналога был выбран патент № RU 2575720 – шихта для получения пеностекла, в состав которой входят только стеклобой и шлам гальванического производства. Основное отличие данного технического решения от аналогов – использование в качестве газообразующего вещества шлама гальванического производства. К недостаткам аналога относятся высокое водопоглощение и недостаточно высокая морозостойкость для данной категории материалов.As an analogue, patent No. RU 2575720 was chosen - a mixture for producing foam glass, which contains only glass cullet and galvanic production sludge. The main difference between this technical solution and its analogues is the use of galvanic production sludge as a gas-forming substance. The disadvantages of the analog include high water absorption and insufficiently high frost resistance for this category of materials.
Задачей технического решения настоящего изобретения является разработка рецептуры состава шихты для получения вспененного стеклянного теплоизоляционного материала конструкционного назначения. The objective of the technical solution of the present invention is to develop a formulation for the composition of the charge for producing foamed glass thermal insulation material for structural purposes.
Технический результат изобретения заключается в утилизации стеклобоя и пылевидных отходов электрометаллургического производства путем использования их при производстве пеностекла. Пылевидные отходы электрометаллургического производства содержат в своем составе карбонаты, оксиды и силикаты металлов при следующем соотношении элементов в пересчете на оксиды, % масс.:The technical result of the invention is the recycling of cullet and dusty waste from electrometallurgical production by using them in the production of foam glass. Dust-like waste from electrometallurgical production contains carbonates, oxides and silicates of metals with the following ratio of elements in terms of oxides, wt.%:
• Fe2O3 — 55,4;• Fe 2 O 3 - 55.4;
• CaO — 12,6;• CaO - 12.6;
• SiO2 — 5,9;• SiO 2 - 5.9;
• Na2O — 5,9;• Na 2 O - 5.9;
• K2O — 4,2;• K 2 O - 4.2;
• CO2 — 2,9;• CO 2 – 2.9;
• MgO — 2,8;• MgO - 2.8;
• ZnO — 2,1;• ZnO - 2.1;
• SO3 — 1,7;• SO 3 - 1.7;
• MnO — 1,5;• MnO - 1.5;
• Cl — 0,4;• Cl - 0.4;
• Al2O3 — 0,4;• Al 2 O 3 - 0.4;
• Cr2O3 — 0,3;• Cr 2 O 3 - 0.3;
• PbO — 0,1;• PbO - 0.1;
• CuO — 0,1;• CuO - 0.1;
• Прочие примеси — 3,7. • Other impurities - 3.7.
Поставленная задача решается благодаря тому, что шихту для пеностекла приготавливают совместным измельчением стеклобоя, пылевидных отходов электрометаллургического производства и одного из следующих компонентов: борная кислота, техническая бура в роторно-вихревой мельнице. При термическом воздействии соединения бора переходят во вспененную стекольную массу в виде оксида бора, который значительно снижает коэффициент теплового расширения, что позволяет стекломассе не трескаться при резких изменениях температурыThe problem is solved due to the fact that the charge for foam glass is prepared by joint grinding of cullet, dusty waste from electrometallurgical production and one of the following components: boric acid, technical borax in a rotary vortex mill. When exposed to heat, boron compounds pass into the foamed glass mass in the form of boron oxide, which significantly reduces the coefficient of thermal expansion, which allows the glass mass not to crack during sudden temperature changes
Шихта для получения пеностекла включает: стеклобой (в том числе пылевидные отходы стекольного производства), борную кислоту, пылевидные отходы электрометаллургического производства при следующем соотношении, % масс.:The charge for producing foam glass includes: cullet (including dusty waste from glass production), boric acid, dusty waste from electrometallurgical production in the following ratio, wt.%:
• пылевидные отходы металлургического производства – от 40 до 70;• dusty waste from metallurgical production – from 40 to 70;
• пылевидные отходы стекольного производства – от 20 до 50;• dusty waste from glass production – from 20 to 50;
• борная кислота или бура техническая – остальное.• boric acid or technical borax – the rest.
Для вспенивания шихты в совместно измельченные компоненты добавляют вспенивающую жидкость (например белковый пенообразователь) из расчета 165 мл. на 1 кг сухой смеси. To foam the mixture, a foaming liquid (for example, a protein foaming agent) is added to the jointly crushed components at the rate of 165 ml. per 1 kg of dry mixture.
Приготовленную по вышеописанному способу шихту заливают в подготовленную форму, равномерно распределяют, помещают в печь, нагревают до температуры 800°С и выдерживают в течении 5 часов. The mixture prepared according to the method described above is poured into a prepared mold, distributed evenly, placed in an oven, heated to a temperature of 800°C and kept for 5 hours.
После термической обработки печь выключают, в закрытом состоянии происходит ее остывание до комнатной температуры. После завершения обжига форма извлекается из печи, полученный образец извлекается из формы, шлифуется и складируется.After heat treatment, the oven is turned off, and when closed, it cools to room temperature. After firing is completed, the mold is removed from the kiln, the resulting sample is removed from the mold, polished and stored.
Указанный способ можно проиллюстрировать примерами. Для этого были подготовлены составы шихты, представленные в таблице 1.This method can be illustrated with examples. For this purpose, the mixture compositions presented in Table 1 were prepared.
Таблица 1. Состав шихты, % масс.Table 1. Composition of the charge, wt.%
Физико-механические свойства полученного после обжига материала в сравнении с аналогом и прототипом представлены в таблице 2.The physical and mechanical properties of the material obtained after firing in comparison with the analogue and prototype are presented in Table 2.
Таблица 2. Характеристики вспененного материала.Table 2. Characteristics of foam material.
Данные, приведенные в таблице 2, подтверждают, что полученные образцы пеностекла, приготовленные на основе прилагаемой шихты, соответствуют физико-химическим свойствам, предъявляемым к данному классу материалов. Полученные образцы по теплопроводности находятся на уровне аналога и прототипа, по морозостойкости и водопоглощению существенно превосходят аналог, а по прочности в 2-3 раза превосходят прототип.The data given in Table 2 confirms that the resulting foam glass samples, prepared on the basis of the supplied mixture, correspond to the physical and chemical properties required for this class of materials. The resulting samples are at the level of the analogue and the prototype in thermal conductivity, significantly superior to the analogue in frost resistance and water absorption, and 2-3 times superior to the prototype in strength.
Данная рецептура шихты для производства пеностекла позволяет решить проблему утилизации пылевидных отходов электрометаллургического производства и стеклобоя путем производства вспененного силикатного теплоизоляционного материала конструкционного назначения, что может быть использовано в строительной индустрии для создания вспененных теплоизоляционных материалов. This mixture recipe for the production of foam glass allows us to solve the problem of recycling dusty waste from electrometallurgical production and cullet by producing foamed silicate thermal insulation material for structural purposes, which can be used in the construction industry to create foamed thermal insulation materials.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2819873C1 true RU2819873C1 (en) | 2024-05-28 |
Family
ID=
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1289836A1 (en) * | 1985-04-09 | 1987-02-15 | Завод "Автостекло" | Black glass |
RU2082688C1 (en) * | 1994-03-16 | 1997-06-27 | Центр модифицированных бетонов | Method of preparing light filler for concrete |
RU2291125C2 (en) * | 2004-12-28 | 2007-01-10 | ГОУ ВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет-(ГОУ ВПО ВГАСУ) | Charge for production of the foamed glass |
CN104058590A (en) * | 2014-06-19 | 2014-09-24 | 太原理工大学 | Method for preparing foam glass by using magnesium reduction slags |
RU2537431C1 (en) * | 2013-08-12 | 2015-01-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Granular foamed slag glass |
CN103524043B (en) * | 2013-10-09 | 2015-05-13 | 北京科技大学 | A method of producing foam glass by using cold-rolling sludge and waste glass |
RU2639758C1 (en) * | 2016-11-23 | 2017-12-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Charge mixture for synthesis of structural and heat insulating units from cellular glass |
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1289836A1 (en) * | 1985-04-09 | 1987-02-15 | Завод "Автостекло" | Black glass |
RU2082688C1 (en) * | 1994-03-16 | 1997-06-27 | Центр модифицированных бетонов | Method of preparing light filler for concrete |
RU2291125C2 (en) * | 2004-12-28 | 2007-01-10 | ГОУ ВПО Воронежский государственный архитектурно-строительный университет-(ГОУ ВПО ВГАСУ) | Charge for production of the foamed glass |
RU2537431C1 (en) * | 2013-08-12 | 2015-01-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт)" | Granular foamed slag glass |
CN103524043B (en) * | 2013-10-09 | 2015-05-13 | 北京科技大学 | A method of producing foam glass by using cold-rolling sludge and waste glass |
CN104058590A (en) * | 2014-06-19 | 2014-09-24 | 太原理工大学 | Method for preparing foam glass by using magnesium reduction slags |
RU2639758C1 (en) * | 2016-11-23 | 2017-12-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова" | Charge mixture for synthesis of structural and heat insulating units from cellular glass |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR900003320B1 (en) | Process for producing the foamed ceramic body | |
RU2143410C1 (en) | Method of manufacturing glass ceramic tile from spent crucible lining for smelting aluminium (variants), and glass ceramic tile | |
US20020073898A1 (en) | Porous silicate granular material and method for producing it | |
KR20000005289A (en) | Manufacturing method for ceramic tils from fly ash | |
CN101723587B (en) | Manufacture method of igneous rock crystal glass material | |
CN101962266B (en) | Lightweight high-strength microcrystal ceramic insulation board and preparation method thereof | |
Khater et al. | Preparation of glass-ceramic materials from basaltic rocks and by-pass cement dust | |
Montoya-Quesada et al. | New glass-ceramic from ternary–quaternary mixtures based on Colombian industrial wastes: Blast furnace slag, cupper slag, fly ash and glass cullet | |
RU2374206C1 (en) | Raw mixture for making ceramic objects | |
CN108191235A (en) | A kind of Bone China Glaze, glaze slip and preparation method | |
RU2819873C1 (en) | Mixture for producing foamed glass | |
US5393472A (en) | Method of producing wollastonite & ceramic bodies containing wollastonite | |
KR20030056840A (en) | borosilicate cellular glass and manufacture method of cellular glass using it | |
Rodin et al. | Processes of foaming and formation of the structure of porous glass ceramics from siliceous rocks | |
US2919995A (en) | Low expansion ceramic body and a method of making it | |
RU2291845C2 (en) | Method of production of foamed glass | |
Kaz’mina et al. | Prospects for use of finely disperse quartz sands in production of foam-glass crystalline materials. | |
Galán-Arboledas et al. | Production of ceramic materials using only waste as raw materials | |
RU2424999C1 (en) | Glass for producing foamed glass (versions) | |
RU2592002C1 (en) | Composition of foamed glass composite | |
JPS5815045A (en) | Production of foam glass | |
RU2827886C1 (en) | Porous moisture-absorbing decorative foam glass and method for its production | |
US1819686A (en) | Method of making tile | |
CN115403253B (en) | Production process of high-strength high-temperature-resistant foam glass | |
Koltsova et al. | RESEARCH OF THE INFLUENCE OF THE CRYSTALLINE PHASE CONTENT ON THE STRUCTURE AND PROPERTIES OF POROUS GLASS-CRYSTALLINE MATERIALS. |